霍尔效应与传感器技术.pptxVIP

《传感器与检测技术》

项目十霍尔传感器任务一霍尔效应、霍尔元件霍尔传感器磁敏元件任务三任务二

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机1.什么是霍尔效应?金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中，磁场方向垂直于薄片，当有电流I流过薄片时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势场，这种现象称为霍尔效应，该电动势称为霍尔电动势，半导体薄片称为霍尔元件。

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机图中所示为一个N型半导体薄片。长、宽、厚分别为L,l、d，在垂直于该半导体薄片平面的方向上，施加磁感应强度为B的磁场。在其长度方向的两个面上做两个金属电极，称为控制电极，并外加一电压Ul,则在长度方向就有电流I流动。磁场中自由电子与电流的运动方向相反，将受到洛仑兹力的作用，受力的方向可由左手定则判定。在洛仑兹力作用下，电子向一侧偏转，使该侧形成负电荷的积累，另一侧则形成正电荷的积累。所以在半导体薄片的宽度方向形成了电场。该电场对自由电子产生电场力，该电场力对电子的作用力与洛仑兹力的方向相反，即阻止自由电子的继续偏转。当电场力与洛仑兹力相等时，自由电子的积累便达到了动态平衡。把这时在半导体薄片的宽度方向所建立的电场称为霍尔电场，在此方向两个端面之间形成的稳定电势称为霍尔电势UH。

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机2.霍尔元件的结构与材料霍尔元件一般为四端器件，由霍尔片、引线、壳体组成，霍尔片是一块矩形半导体单晶薄片，在长度方向上有两个电流端引线，在薄片另两侧端面对称引出两根输出引线。

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机霍尔元件的材料主要有硅、锗、锑化铟、砷化铟、砷化镓等。霍尔元件的壳体可用塑料、陶瓷、环氧树脂、非导磁金属等制造，霍尔元件外形、结构、符号如图所示。

任务一霍尔效应、霍尔元件减速机机器人专用伺服电机3.霍尔元件的主要特性和基本参数霍尔元件主要特性包括线性特性和开关特性、负载特性、温度特性等，基本参数包括输入阻抗、输出阻抗、控制电流、不等位电阻、灵敏度、霍尔电压等。

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